Alapfogalmak folytatás

Átírás

1 Alapfogalmak folytatás Színek Szem Számítási eljárások Fényforrások OMKTI 1

2 Ismétlés Alapok: Mi a fény? A gyakorlati világítás technika alap mennyisége? Φ K m 0 Φ e ( ) V ( ) d; lm Fényáram, lumen OMKTI 2

3 Mire tervezünk? dφ E d A Megvilágítás, lux, lx Mi az SI mértékegység rendszer 7. eleme? I d Φ Fényerősség, cd. d Ω OMKTI 3

4 Mi a kandela definíciója? A kandela olyan sugárzó fényerőssége adott irányban, amely 540 THz frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr. Az 540 THz frekvenciának normál levegőben 555,016 nm hullámhosszúság felel meg. Hol igaz ez? mind fotopos, mind szkotopos, mind mezopos tartományra OMKTI 4

5 d d 1 A d Mi kell a látáshoz? Fénysűrűség a da 1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó d térszögben sugárzott df fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa: L v 2 v Ω A cos F egysége:cd/m 2, jele: L v OMKTI 5

6 További fogalmak: Fényhasznosítás Élettartam Felfutási idő OMKTI 6

7 Újragyújtási idő OMKTI 7

8 Szinek Szín önmagában nem használandó! Szín(fény)inger (stimulus) látható sugárzás A fény(szín) inger idegi gerjesztést hoz létre ez szín(fény)érzet Színészlelet = színinger + észlelés körülményei + agyi folyamatok Színlátás alapjai OMKTI 8

9 OMKTI 9

10 rel. egység Fényérzékeny sejtek az emberi szemben 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Cirk-Gall V'(λ) L(λ) M(λ) S(λ) hullámhossz, nm 3 féle csap, pálcikák és fényérzékeny ganglion sejtek (Cirk.-Gall) OMKTI 10

11 Relatív érzékenység Hullámhossz; nm OMKTI 11

12 Csapok eloszlása a foveában OMKTI 12

13 Csap, pálcika eloszlás a retinán OMKTI 13

14 Relatív érzékenység Hullámhossz; nm OMKTI 14

15 Fénysűrűség Villogásos fotometria segítségével meghatározott láthatósági függvény segítségével súlyozott sugársűrűség L 780nm 380nm S V ( λ)dλ 2 d Φ dacos ΘdΩ Vizuális fénysűrűség : a magnocelluláris idegpálya által szolgáltatott ingerület V( ) 1,8 L( ) M( ) OMKTI 15

16 Az egyes fényérzékeny sejtek szerepe, 1 L, M, S csapok: fénysűrűség és színességi információk: 1,8 L+M: villogásos fotometria, határvonalak érzékelése: V() jellegű érzékenység, ezen alapul a fotometria, fotopos látás L-M: vörös zöld színesség érzékelés L-S, S-M: sárga-kék érzékelés OMKTI 16

17 Az egyes fényérzékeny sejtek szerepe, 2 Fotopos (világosban) látás: 1,8L+M V () Szkotopos (sötétben) látás: pálcikák V () V () V () OMKTI 17

18 Az egyes fényérzékeny sejtek szerepe, 3 A V () val súlyozott sugársűrűség (S()) a munkavégzéssel kapcsolatos fotometria leírására alkalmas: határvonal felismerés, tehát olvasás, munkadarab észlelése: L v K 780nm m 380nm L e ( ) V ( ) K m =683 lm/w, a sugárzás fényhasznosításának maximális értéke, fotopos látás esetén, =1700 lm/w, szkotopos látás esetén Világosság információhoz a többi csatorna is hozzájárul OMKTI 18

19 Színhőmérséklet a fekete sugárzó valódi hőmérséklete, amelynek színe megegyezik a vizsgált szürke sugárzó színével. Szürke sugárzó: olyan hőmérsékleti sugárzó, amelynek spektrális emissziós tényezője a figyelembe vett hullámhossztartományban < 1 és független a hullámhosszúságtól. Így színe is megegyezik az azonos hőmérsékletű fekete sugárzóéval A színhőmérséklet a fényforrás spektrális eloszlását jellemzi, a színérzetet meghatározó fogalom. Jele: általában (F);CCT ; mértékegysége K OMKTI 19

20 Korrelált színhőmérséklet A fekete test azon valóságos hőmérséklete, amelyen a fekete test színe a legjobban hasonlít a kérdéses sugárzó színére. legjobban hasonlít csak olyan színpontokra igaz, ahol a távolság nem nagyobb 10 megkülönböztethető árnyalatnál. Jele: CCT; mértékegysége K OMKTI 20

21 A színességi diagram színes ábrája Schanda OMKTI 21

22 y 0,9 520 nm 0,8 0,7 0,6 510 nm 540 nm G 560 nm * Planck sugárzók vonala RGB hagyományos monitor alapszíningerei 0,5 500 nm 580 nm 0,4 0, K 4000 K 2000 K R 600 nm 650 nm 0, K 0, nm B 450 nm 400 nm 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 x Schanda OMKTI 22

23 Színhőmérsékleti csoportok Meleg < 3300 K 3300 < Semleges < 5300 Hideg > 5300 Kruithof diagram OMKTI 23

24 A következő 4 dia volt az elrettentés hogyan kell meghatározni a színhőmérsékletet Színhőmérséklet (K) Egy olyan Planck-sugárzónak a hőmérséklete, amely sugárzásának ugyanaz a színessége, mint a kiválasztott színingeré Egysége: K Forrás: MSZ :1990 Mi kell tehát a színhőmérséklet meghatározásához? 1. Ismerni a Planck sugárzók színpontját a színességi diagramban 2. Színinger megfeleltető függvények 3. Teszt fényforrás spektrális eloszlása BME-VIK 24

25 tristim. érték 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 x2(lambda) y2(lambda) z2(lambda) Cool White FL 0,4 0, hullámhossz, nm BME-VIK 25

26 Korrelált színhőmérséklet Azonos korrelált színhőmérsékletű vonalak (az u,vdiagramban merőlegesek a Planck görbére) BME-VIK 26

27 v 1. CIE szabványos színinger megfeleltető függvényeket konvertáljuk u, v-be u X ( ) i 4X ( ) 15Y ( ) i i 3Z( ) i v X ( ) i 6Y ( ) 15Y ( ) i i 3Z( ) i 0,4500 0,4000 0,3500 0,3000 0,2500 0,2000 0,1500 0,1000 0,0500 0,0000 0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000 u BME-VIK 27